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Vorlesung des SFB

Im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 606 wird eine Vorlesung angeboten:
Verbrennung: Chemische Reaktionen, Transportphänomene, Technische Systeme

  Eintrag im Vorlesungsverzeichnis

A: Physikalisch- chemische Grundlagen (Bockhorn, Maas, Olzmann)

  1. Einführung (Bockhorn)
    Was ist Verbrennung?
    Moderne Anwendungsfelder der Verbrennung
    Energieträger, Energieverbrauch, Energieumwandlung
  2. Thermodynamik technischer Verbrennung (Bockhorn)
    Stoffumsatz bei Verbrennungsreaktionen
    Enthalpieumsatz bei Verbrennungsreaktionen
    Reaktionsenthalpie, oberer und unterer Heizwert
    Gleichgewichtszusammensetzung, kalorische und theoretische Verbrennungstemperatur
  3. Chemische Kinetik (Olzmann)
    Gegenstand der chem. Kinetik
    Definition der Reaktionsgeschwindigkeit
    Konzentrationsabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit: Zeitgesetze
    Elementarreaktionen und Molekularität
    Zeitgesetze von Elementarreaktionen
    Unimolekulare Reaktionen (inkl. k(T,P))
    Bimolekulare Reaktionen (inkl. k(T,P))
    Zusammengesetzte (komplexe) Reaktionen
    Reversible Reaktionen (inkl. k1,k-1 ↔ K)
    Folgereaktionen (inkl. Quasistationarität)
    Vorgelagertes Gleichgewicht (partielle Gleichgewichte)
  4. Verbrennungsrelevante Reaktionsmechanismen (Maas)
    Radikalkettenreaktionen
    Knallgasmechanismus
    CO- Oxidation
    Verbrennung höherer KW
    Niedertemperaturoxidation
    Methoden zur Analyse von Reaktionsmechanismen (Sensitivitätsanalyse, Reaktionspfade, Zeitskalen)
    NOx- Bildung
    Rußbildung
    Unverbrannte KW
  5. Molekulare Transportprozesse (Maas)
    Prinzip
    Kinetische Gastheorie
    Diffusion
    Wärmeleitung
    Viskosität
    Thermodiffusion
    Dufour-Effekt
  6. Anwendung: Laminare Flammen (Maas)
    Prinzip einer vorgemischten Flamme, Flammengeschwindigkeit (Abhängigkeit von Brennstoff, Temperatur, Druck, Stöchiometrie)
    Prinzip einer nicht vorgemischten Flamme, Mischungsbruchkonzept, „Gemischt=Verbrannt“- Annahme


B. Strömungsmechanik (Fröhlich, Koch, Maas, Magagnato, Rodi)

  1. Erhaltungsgleichungen (Magagnato)
    Vorstellung des physikalischen Erhaltungsprinzips
    Aufstellen der integralen Massenerhaltungsgleichung
    Impulserhaltungsgleichungen
    Energieerhaltungsgleichung
    Transportgleichung für skalare Größen
    Einführung der Tensor- bzw. Indexschreibweise
    Transportgleichungen für chemische Reaktionen
    Transportgleichungen für Zweiphasenströmungen
  2. Turbulenz (von Terzi)
    Physik turbulenter Strömungen (Eigenschaften der Turbulenz, Erscheinungsformen, Spektren und Skalen der Turbulenzbewegung)
    Übersicht Berechnungsmethoden (DNS, LES, RANS)
    RANS Turbulenzmodelle
  3. DNS und LES (von Terzi)
    Physik der Turbulenz und DNS
    Large- Eddy- Simulation, Idee und Methode
    Feinstrukturmodelle
    Randbedingungen
    Transport von Skalaren
    LES für stumpfe Körper
    Schlussbemerkungen
  4. Mehrphasenströmung (Koch, Magagnato)
    Laminare Prozesse (Verdunstung von Tropfen)
    Statistische Beschreibung von Sprays
    Kopplung Spray mit Turbulenz
    Modellierungsverfahren
  5. Kopplung Chemie Turbulenz (Maas)
    Schließungsproblem für den chemischen Quellterm
    Methoden zur Schließung
    Assumed PDF
    PDF- Transportgleichung
    Flamelet- Modell
    G- Gleichung